Question

Ⅰ.用導線將A、B兩裝置的四個電極進行連接，使a極析出銅。回答有關問題。

（1）導線將容器A和B連接時，Zn接 ，Cu接  （填“a”或“b”）
（2）容器A中Cu極發生的電極反應為                                。
（3）B裝置叫                  ，溶液中的NO₃^-向_____極移動（填“a”或“b”）。
（4）若b極觀察到有無色無味氣泡產生, 經過一段時間后，停止反應并攪拌均勻，溶液的pH值將       （填“升高”、“降低”或“不變”），加入一定量的     后（填化學式），溶液能恢復至與反應前完全一致。若反應一段時間后，測得溶液中Cu²⁺濃度沒有明顯下降，可能的原因是：                               。
Ⅱ.炒菜的鐵鍋沒有洗干凈容易生銹。用必要的文字和有關化學方程式說明鐵銹是如何形成的                                                              
                                                                       
                                                                        
                                                                                                                                              。

Answer 1

Ⅰ.（1）a，b （2）2H⁺ + 2e^- = H₂↑（3）電解池，b（或陽）
（4）降低，CuO b極材料為Cu
Ⅱ.鐵鍋是生鐵制造的，生鐵中的Fe、C和炒菜未洗凈的食鹽水構成原電池（1分），使鐵發生電化學腐蝕生成Fe(OH)₂， Fe(OH)₂再被氧化成Fe(OH)₃，Fe(OH)₃部分失水得到鐵銹。負極：2Fe - 4e^- = 2Fe²⁺；正極：O₂ + 2H₂O +4e^- = 4OH^-；
4Fe(OH) +O₂ +2H₂O = 4Fe(OH)₃

試題分析：I.A可形成原電池，Zn作負極，Cu作正極，使a極析出銅，a極為陰極，所以a與Zn連接，b與Cu連接。A中Cu極發生的反應為2H⁺+2e^-=H₂↑、Zn極發生的反應為Zn-2e^-=Zn²⁺。B裝置叫電解池，溶液中NO₃^-向陽極移動。電解硝酸銅溶液生成銅、硝酸和氧氣，溶液酸性增強，pH減小，陽極析出氧氣、陰極析出銅，加入氧化銅能使溶液濃度恢復到反應前濃度，若反應一段時間后Cu²⁺濃度沒有明顯下降，說明陽極溶解Cu生成Cu²⁺。II.鐵生銹的機理是鐵、炭、食鹽水形成原電池，Fe為負極，Fe-2e^-=Fe²⁺。炭為正極，電極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，總反應為2Fe+O₂+2H₂O=2Fe(OH)₂，Fe(OH)₂被氧化為Fe(OH)₃、Fe(OH)₃失水生成Fe₂O₃·xH2O。
點評：鋼鐵電化腐蝕分兩種：吸氧腐蝕和析氫腐蝕，當電解質溶液酸性較強時，發生析氫腐蝕；當電解質溶液呈中性或堿性時發生吸氧腐蝕，